Teoria koloru

Autor: Ilona F.

Barwy chromatyczne (barwy kolorowe) – wszystkie kolory, w których można wyróżnić dominantę, choćby niewielką, jakiejś barwy, a więc są to wszystkie kolory prócz czerni, bieli i wszystkich szarości (które nazywamy barwami achromatycznymi).

Barwy achromatyczne (barwy niekolorowe) – wszystkie barwy nie posiadające dominanty barwnej, a więc kolory: biały, czarny oraz wszystkie stopnie szarości.

Każda barwa achromatyczna to zrównoważona mieszanina widzialnych fal elektromagnetycznych wywołująca u obserwatora, w bieżących warunkach obserwacji, wrażenie psychiczne braku odcienia któregokolwiek z kolorów (przy czym teoretyczny kolor czarny należy traktować jako w ogóle brak jakichkolwiek fal).

Dla utworzenia szarości lub bieli wystarczą trzy dowolne (jeżeli uwzględnić odejmowanie barw A – B = C ↔ A = C + B) barwy proste zmieszane w odpowiednich proporcjach. Dla wielu barw prostych istnieje też określona barwa prosta, która zmieszana z początkową w odpowiednich proporcjach, da barwę achromatyczną. Jest to szczególny przypadek barw dopełniających.

Barwy proste (monochromatyczne, widmowe) – barwy otrzymane z rozszczepienie światła białego. Barwa prosta to wrażenie wzrokowe wywołane falą elektromagnetyczną o konkretnej długości z przedziału fal widzialnych czyli ok. 380 nm – ok. 770 nm (podaje się tutaj różne podobne zakresy, normy nigdy nie będzie, bo nie można sztywno określić granic fizjologicznych ludzkiego wzroku). W rzeczywistości dobrze widzialne barwy to jeszcze węższy zakres (400-700). Tylko z barw prostych składa się tęcza, załamanie światła w krysztale, odbicie w płytce kompaktowej, a nawet w dostatecznie cienkiej plamie oleju samochodowego na kałuży.

W naturze barwy proste są rzadkością. Barwy proste są nierozszczepialne i stanowią w postaci mieszanin wszystkie pozostałe kolory widziane przez człowieka. Te pozostałe barwy to barwy złożone.

Barwy złożone – barwy składające się z mieszaniny barw prostych w dowolnych proporcjach, czyli z mieszaniny fal elektromagnetycznych o różnych długościach z zakresu promieniowania widzialnego. Jest to, w odróżnieniu od barw prostych, pozostała, przeważająca większość istniejących kolorów. Wiele różnych kombinacji barw prostych może dać wrażenie tej samej barwy w naturze, czyli wiele różnych barw złożonych ma ten sam wygląd. Różnice mogą pojawić się dopiero po zmianie oświetlenia.

Koło barw – graficzny model poglądowy służący do objaśniania zasad mieszania się i powstawania barw, mający postać koła, w którym wokół jego środka zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara wrysowano widmo ciągłe światła białego w ten sposób, że barwa fioletowa (najkrótsze promieniowanie widzialne) płynnie przechodzi w barwę czerwoną (najdłuższe promieniowanie widzialne) a więc widmo zostaje połączone w zamknięty cykl zmian barw.

Barwy znajdujące się po przeciwnych stronach środka koła nazywane są barwami dopełniającymi. Takie barwy nałożone na siebie w syntezie addytywnej dają barwę białą, a w syntezie subtraktywnej – barwę czarną, natomiast zmieszane dają neutralną szarość.

 

Barwy dopełniające - pary barw, które połączone ze sobą w równych proporcjach dają (w zależności od metody łączenia) – czerń lub biel. Barwy dopełniające to pary barw dopełniające się do achromatyczności. Najczęściej są przedstawiane jako barwy leżące naprzeciwko siebie w kole barw.

• w addytywnej metodzie łączenia barw - barwy dopełniające dają biel (nakładanie świateł, zastosowanie w monitorach i telewizorach kolorowych)
• w subtraktywnej metodzie łączenia barw - barwy dopełniające dają czerń (nakładanie kolorowych transparentnych filtrów) lub szarość o jasności równoważnej barwom dopełniającym (mieszanie barw)

Przykłady par barw dopełniających

• czerwona i zielona
• fioletowa i żółta
• niebieska i pomarańczowy

Kolory podstawowe – kolory, które nie powstały w wyniku mieszania innych. Jeśli zmiesza się je w różnych ilościach, można otrzymać niemal nieskończoną liczbę barw. Trzy podstawowe kolory pigmentów to żółcień, czerwień i błękit.

Mieszanie addytywne, kolory podstawowe to:

CZERWIEŃ + ZIELEŃ + NIEBIESKI = biały

Mieszanie subtraktywne, kolory podstawowe to:

CYJAN + MAGENTA + YELLOW = czarny 

Ogólnie panującym, aczkolwiek błędnym przeświadczeniem jest, że trzy podstawowe kolory to: czerwony, niebieski i żółty.

Jeśli zachodzi mieszanie światła emitowanego, wówczas zachodzi zjawisko syntezy addytywnej. W oparciu o syntezę addytywną mieszania barw pracują monitory oraz inne wyświetlacze kolorowe, emitując wiązki świateł Red (czerwony), Green (zielony), Blue (niebieski) (RGB). Czarny ekran to wynik braku emisji światła, a biały to wynik złożenia świateł R, G, B z jednakową jasnością.
Jeśli natomiast zachodzi mieszanie kolorów światła odbitego (np. wydruk na papierze lub zestaw filtrów szklanych), wówczas występuje zjawisko syntezy subtraktywnej. W takim przypadku przyjmuje się najczęściej trzy podstawowe kolory to magenta (fioletoworóżowy), cyjan (błękitny) i żółty. Zjawisko to wykorzystuje się m.in. do druku na białym papierze. Farba drukarska, pokrywając papier tworzy filtr, a niepochłonięte długości fal świetlnych docierają do oka wywołując wrażenia określonej barwy.

Kolory drugorzędne – kolory powstające w wyniku zmieszania dwóch sąsiednich barw podstawowych. Efektem poszczególnych połączeń barw podstawowych są następujące kolory drugorzędne: fiolet (czerwień + błękit), oranż (żółcień + czerwień), zieleń (błękit + żółcień). Aby otrzymać czysty kolor drugorzędny, należy barwy podstawowe zmieszać w równych proporcjach.

Kolory trzeciorzędne – kolory, które mieszczą się pomiędzy każdą z barw podstawowych i drugorzędnych. Każdy kolor trzeciorzędny uzyskuje się mieszając podstawowy z najbliższym drugorzędnym. Kolor trzeciorzędny to barwa drugorzędna składająca się w jednej trzeciej z podstawowej i w dwóch trzecich z innej. Istnieje sześć kolorów trzeciorzędnych. Poza powyższym podziałem, kolory możemy również podzielić na ciepłe, zimne lub neutralne.

Trzy cechy fizyczne barw

Ton barwny – termin tożsamy z terminem barwa. Pojęcie tonu barwnego zawęża pojęcie barwy do ściśle określonej barwy wynikowej, czyli barwy o określonej składowej głównej (inaczej mówiąc: jakości, walorze, odcieniu), nasyceniu (inaczej mówiąc: natężeniu) oraz jasności. Ton barwny popularnie nazywany jest kolorem i określa on bliżej której barwy jest on na osi.

  

W teorii koloru saturacja lub nasycenie, to subiektywna intensywność barwy. Im barwa jest bardziej nasycona, tym jest odbierana jako bardziej żywa. Za to barwy mniej nasycone, zdają się przytłumione i bliższe szarości (odcienie szarości charakteryzują się brakiem nasycenia).

Stopień względnej jasności – określa, czy w danej barwie jest więcej bieli czy więcej czerni (czy jest ona jaśniejsza czy ciemniejsza).

Wszystkie trzy cechy fizyczne barw odnoszą się do barw chromatycznych, a ostatnia również do achromatycznych.

Kontrast symultaniczny (równoczesny) 

Zjawisko kontrastu równoczesnego polega na wpływie otaczających obiekt pól na postrzeganie go. Dotyczy to tak jasności jak i barwy obiektów. Pola A i B (il. 1) są tego samego koloru, choć pole B wydaje się być wyraźnie jaśniejsze. Szary pasek (il. 2) wydaje się zmieniać odcień od jaśniejszego do ciemniejszego, gdy w rzeczywistości cały ma jednakowy odcień. 

Kontrast następczy (powidok, obraz następczy) – zjawisko optyczne polegające na tym, że po wpatrywaniu się w jakiś kształt w jednym z kolorów podstawowych, a następnie odwróceniu wzroku, w oczach pojawia się na chwilę ten sam, zamazany kształt w barwie dopełniającej, np. czerwone zachodzące słońce pozostawi w oczach swój okrąg w barwie zielono-niebieskiej. Przykładem tego zjawiska może też być efekt zimnych ogni. Jeżeli zapalimy je i będziemy zakreślać w ciemności koła, widoczne będą wyraźne kręgi świetlne, a nie przesuwająca się pojedyncza plama ognia.  

Barwa i jej atrybuty
        Nasza intuicyjna, psychofizjologiczna zdolność identyfikowania barw jest oparta zasadniczo na odróżnianiu trzech atrybutów barwy: odcienia, nasycenia i jasności (ew. jaskrawości). Przez atrybut barwy należy rozumieć charakterystyczną, nieodłączną właściwość wrażenia barwy, która służy do opisania jednej z jej trzech cech. Wszystkie barwy można bowiem podzielić na achromatyczne i chromatyczne. Pierwsze z nich to barwy od bieli poprzez neutralne szarości do czerni. Mają one tylko jeden atrybut barwy: jasność ­ wobec wtórnych źródeł światła, a jaskrawość ­ przy pierwotnych źródłach światła. Pozostałe barwy są więc barwami chromatycznymi o trzech atrybutach, toteż do ich specyfikowania wymagana jest trójwymiarowa przestrzeń. Ponieważ wszystkie barwy chromatyczne i achromatyczne cechują się jasnością (jaskrawością), przyjęto tę skalę za oś główną, pionową w bryłach barw. Wynika z tego, że barwę chromatyczną możemy przedstawić jako mieszaninę bieli i światła monochromatycznego, natomiast opisać ją możemy za pomocą jasności, odcienia i nasycenia.

Odcień barwy
        Najbardziej charakterystyczną właściwością wrażenia barwy chromatycznej jest jej odcień. Stanowi on cechę jakościową barwy. Właśnie ta cecha tworzy nazwy barw, takich jak: żółta, purpurowa, niebieska itd.

Nasycenie
        Nasycenie to właściwość wrażenia wzrokowego umożliwiająca ocenę udziału barwy chromatycznej, czystej, we wrażeniu ogólnym. Różnicuje ono barwy nasycone i nienasycone. Wielkość nasycenia jest również ściśle związana z jej jasnością (jaskrawością). Przykładowo: barwami nienasyconymi są pastele, gdyż zawierają więcej światła białego niż barwy żywe, intensywne.

Jasność (jaskrawość)
        Jasność oznacza achromatyczny opis jasności odbieranej podczas obserwacji obiektu, jego powierzchni odbijającej światło, zaś jaskrawość odnosi się do obiektów samoświecących. Inaczej mówiąc, jasność to właściwość wrażenia wzrokowego powodująca, że ciało albo powierzchnia wydaje się przepuszczać lub odbijać większą lub mniejszą część światła padającego. W fotometrii luminancja jako parametr wizualny wyrażana jest w jednostce: kandela na 1 m² (cd/m²).